Der Industrial-Tablet-PC 'Simatic ITP1000' eröffnet durch sein Featureset neue Einsatzgebiete im Rahmen von Industrie 4.0.

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Der Trend, Tablet-PCs in der Fer­tigung im Rahmen der Digitali­sierung einzusetzen, ist ungebrochen. Für das industrielle Umfeld mit hohen EMV-Anforderungen oder hohen Temperaturen kommen dabei kommer­zielle Geräte kaum in Frage. Das in­tegrierte Feature-Set ist meist zu gering – beispielsweise bei einer fehlendenden LAN-Schnittstelle. Zudem ist durch die schnellen Produktlebenszyklen die Kontinuität für die Maschinen- und Anlagenkonzepte nicht immer gewährleistet. Interessanter für Industrieanwender sind daher Rugged-Versionen, wie etwa der neue Industrial-Tablet-PC ‚Simatic ITP1000‘ von Siemens, der speziell für diese Anwendungen konzipiert wurde.

Anwender im Umfeld der Fertigung möchten durch den Einsatz von Tablet-PCs vor allem eine höhere Datentransparenz erreichen, um Arbeitsabläufe optimieren zu können. Die Idee: Zugriff auf alle relevanten Informationen, egal wo der Anwender sich befindet. Dafür müssen diese in einem zentralen System – etwa im ERP, MES oder SCADA – zur Verfügung stehen, um in einer Anlage vor Ort genutzt werden zu können. Hierbei ist ein mobiler Rechner notwendig.

Vielfältige Einsatzgebiete

Weitere Ansatzpunkte für den Einsatz sind Digitalisierung und zentrale Verwaltung von Service-Aufträgen. Der Status eines Service-Einsatzes lässt sich zum Beispiel direkt auf dem Tablet-PC erfassen. So hat das gesamte Serviceteam jederzeit einen besseren Überblick: Welcher Auftrag ist bereits abgeschlossen? Wo gibt es neue Störungen? Ein weiteres Konzept für den Servicebereich ist die dezentrale Nutzung gesammelten Know-hows durch Remote-Zugriff auf verschiedene Ressourcen, wie etwa Servicepersonal oder Tutorial-Videos. Zudem können Anwender ihre Arbeitsabläufe optimieren und so produktiver arbeiten. Auch möglich sind Konzepte für sicheren Fernzugriff auf Anlagen mit beispielsweise der Managementplattform ‚Sinema Remote Connect‘.

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die positionsabhängige Visualisierung. Das Prinzip: Durch die Anmeldung des Tablets in einem bestimmten Wirkbereich erhält der Bediener das entsprechende Anlagenbild angezeigt. Dieses Konzept bietet eine interessante Alternative für weniger stark genutzte Bedienstationen. Anwender könnten künftig mehrere stationäre Geräte durch ein mobiles Gerät ersetzen. Visualisierungssoftware muss künftig stärker die Anforderungen der mobilen Anwendungen berücksichtigen.

Großes Potenzial bieten die mobilen Geräte darüber hinaus bei Mess- und Prüfaufgaben. Mit ihnen müssen die Werker Messwerte künftig nicht mehr händisch notieren. Stattdessen werden die Ergebnisse beispielsweise über ein Bluetooth Messgerät erfasst, welches mit dem Tablet-PC verbunden ist. Der im ‚Simatic ITP1000‘ verbaute RFID-Leser ermöglicht es zudem, zu dokumentieren, wer den Messwert aufgenommen hat. Gerade bei Prüfaufgaben spielt auch das Thema Performance eine wichtige Rolle. Im Bereich Automobil, etwa bei der Fahrzeug-Endprüfung, nutzen Unternehmen heute bereits mobile Systeme. Je höher die Performance, umso schneller lässt sich das Prüfprogramm abarbeiten. Das erhöht die Durchsatzraten und damit die Produktivität und den Output. Ausgestattet mit einer leistungsstarken CPU, basierend auf Intels Skylake-Technologie (Intel Core i5-6442EQ), ist das Siemens-Gerät für solche Aufgaben bestens vorbereitet. Mit bis zu 16 GByte DDR4-Arbeitsspeicher und 512 GByte SSD bietet es genug Leistungsreserven. Damit können Anwender von nun an selbst sehr Performance-hungrige Anwendungen auf Tablet-PC-Basis realisieren.

Darauf gilt es zu achten

Bei der Einführung von mobilen Lösungen besteht die Herausforderung häufig darin, ein bestehendes stationäres Konzept zu überdenken. Die Konzepte werden in der Regel aber nicht disruptiv umgesetzt – vielmehr mischen sich bestehende Funktionen mit neuen. Ein LAN-Kabel ist auch bei mobilen Ge­räten häufig nötig. Durch die Mobilität sind aber neue Funktionen wie beispielsweise das Anmelden mit einem Mitarbeiterausweis am Tablet-PC erforderlich. Beim Modell ‚Simatic ITP1000‘ hat Siemens deshalb Wert auf Kontinuität und Innovation gelegt: Schnittstellen wie LAN, USB und RS232 stellen die Kompatibilität zu ­stationären Lösungen sicher. Darüber hinaus ermöglichen RFID, Barcode-Scanner, WLAN und Bluetooth die ­Realisierung innovativer mobiler Konzepte.

Neben der reinen Funktionalität benötigen Tablet-PCs weitere Eigenschaften, damit sie erfolgreich in der Industrie verwendet werden können. Dazu gehören lange Produktlebenszyklen, Langlebigkeit, Industriequalität und Robustheit.

Gerade beim Punkt Robustheit ­sollten Anwender jedoch achtsam seinund nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. Bei Rugged-Versionen finden sich häufig Angaben basierend auf dem Militärstandard (MIL-Norm). Viele der verwendeten Tests haben zum Ziel, eine kurzfristige Belast­barkeit unter extremen Bedingungen – wie sie in militärischen Einsätzen vorkommen kann – abzuprüfen. Jedoch ist der Anspruch an Indus­triegeräte ein ­anderer: dauerhafte Zuverlässigkeit. Anwender sollten die angegebenen Normen daher genau prüfen. Temperaturangaben nach MIL beziehen sich häufig nur auf 30-minütige Funktionstests. Beim ‚Simatic ITP1000‘ ist hingegen ein Dauerbetrieb bei +45 °C ohne negative Auswirkungen auf die Lebensdauer gewährleistet.

Vorsicht ist außerdem bei sehr hohen Angaben zu der Laufzeit der Geräte geboten. Werte von zehn Stunden oder mehr – wie Hersteller sie teilweise angegeben – sind in realen Anwendungen kaum erreichbar. Ein Tipp: Man sollte darauf achten, nach welchem Testverfahren die Hersteller die Laufzeit ermittelt haben. Sehr häufig werden etwa Laufzeit-Angaben nach dem MobileMark-2007-Verfahren angewendet. Diese sind jedoch mit Vorsicht zu genießen. Denn die definierten Testbedingungen sind zehn Jahre alt und berücksichtigen unter anderem kein WLAN oder Bluetooth. Deshalb ist ein realer Test, ob die Akku-Laufzeit für die eigene Applikation ausreicht, unabdingbar.

Die Docking-Station für das 'Simatic ITP1000': Sie ist so konzipiert, dass Ihr Tablet mit einer Hand einfach und sicher in der Station andockt.

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Ein weiterer Aspekt, auf den potenzielle Anwender im industriellen Umfeld achten sollten, sind die Docking-Stationen, die sich im Consumer-Markt bereits großer Beliebtheit erfreuen. In einem industriellen Umfeld muss die Docking-Station robuster ausgeführt sein als in einem Büro und ­zahlreiche Docking-Vorgänge unbeschadet überstehen. In einigen Applikationen wird das Gerät bis zu hundertmal am Tag ‚gedockt‘. Der Anwender will das Gerät also ohne Verkanten schnell einstellen und entnehmen können. Eine sichere Kontaktierung muss gewährleistet sein. Die Docking-Station des ‚Simatic‘-Modells haben die Ingenieure unter diesen Aspekten entwickelt. Sie ist so konzipiert, dass man den Tablet-PC einfach mit einer Hand in die Station einstellen kann. Ein genaues Justieren, wie man es von kommerziellen Docking-Stationen kennt, ist nicht nötig. Dies ermöglicht unter anderem die trichterförmige Aufnahme gekoppelt mit zwei Magneten, die eine sichere Kontaktierung gewährleistet.

Schon nach drei Jahren rentabel

Stehen Anwender vor der Entscheidung, ein Tablet-PC zu erwerben, sollten sie gewisse Aspekte im Auge haben. Es klingt verlockend: Ein kommerzielles Gerät ist für unter 500 Euro zu haben. Eine Industrie-Version mit 10-Zoll Display hingegen startet in der Regel bei Listenpreisen deutlich über 2000 Euro – abhängig von Performance, Betriebssystem und zusätzlichen Features. Aber rechnet sich die höhere Investition in die Hardware? Wichtig ist, die Gesamtkosten über den kompletten Lebenszyklus im Auge zu behalten. Dabei zählen neben den Anschaffungskosten vor allem IT-Integrationskosten. Die Geräte müssen in das Fertigungsnetz eingebracht werden. Dies darf selbstverständlich nicht zu Lasten der Sicherheit gehen. Unter Umständen müssen von einer zentralen IT also neben den Windows-PCs die Android- oder iOS-basierten Geräte verwaltet werden.

Ein fast noch wichtigerer Faktor ist die Produktverfügbarkeit. Integriert ein Maschinenbauer einen Tablet-PC in sein Konzept, möchte er dieses unverändert über einen langen Zeitraum verkaufen. Viele Geräte aus dem kommerziellen Bereich haben eine kurze Produktverfügbarkeit am Markt. Das bringt nicht selten Komplikationen beim Modellwechsel mit sich. Denn Anwendungen müssen angepasst und mehrere Versionen gepflegt werden. Allein die höheren IT- und Software-Entwicklungs-Kosten sorgen dafür, dass Indus­trial-Tablet-PCs in der Regel nach nicht einmal drei Jahren den besseren TCO (Total Cost of Owner Ship) bieten. Der ‚Simatic ITP1000‘-PC ist mit seiner langen Produktverfügbarkeit von 4,5 Jahren sowie fünf Jahren Garantie für Reparatur und Ersatzteile auf die Bedürfnisse von Industrie-Anwendern zugeschnitten. Solch eine Langzeitver­fügbarkeit ist auch bei vielen Rugged-Geräten selten gegeben.

Weg zur papierlosen Fabrik

Auch heute ist es immer wieder überraschend, wieviel Papier noch immer in Fertigungshallen zu finden ist. Etwa die Montage-Anleitung für ein Gerät, oder Daten, die aus der Fertigung benötigt und zunächst handschriftlich dokumentiert werden, um sie dann zurück am Arbeitsplatz ins System einzugeben.

Konzepte auf Basis von Tablet-PCs bieten hier enorme Vorteile. Denn ­Papier lässt sich quasi gänzlich aus der Fertigung verbannen. Unternehmen können Servicepläne oder Mon­tage-Anweisungen in digitaler Form, als Checklisten oder Utility-Videos zur Verfügung stellen. Dabei sorgt der mobile Zugang zu zentralen Sys­temen für höhere Effizienz. Mit der integrierten LAN-Schnittstelle ist sichergestellt, dass der Rechner auch bei fehlendem WLAN oder entsprechender Trennung von Fertigungsnetz und Firmennetzwerk einfach in die ­bestehende Infrastruktur integriert werden kann.

Dient der mobile Rechner gleich­zeitig als Notebook-Ersatz, so ist ein Windows Betriebssystem und eine performante CPU nötig. Kombiniert mit einer Docking-Station mit Anschlüssen für einen externen Monitor, LAN und USB wird der Tablet-PC zu einem vollwertigen Arbeitsplatz.

Autorin:
Sandra Schrickel ist Produktmanagerin für die Simatic-Tablet-PCs von Siemens.